基于WebService技术的异构PDM系统集成技术研究与应用

李强 刘岳峰

摘要：本文分析了现阶段主流PDM（Product Data Management）系统的管理方式与特点，通过对PDM系统架构设计、数据组织、数据一致性管理等方面的研究，提出了一种基于Web Service技术的异构PDM系统集成技术。设计并开发了基于Web Service技术的异构PDM系统接口程序，实现了异构PDM系统产品数据集成交互，支撑了型号项目研制。

关键词：Web Service;系统集成;PDM;数据同步

中图分类号：TP311.52  文献标识码：A  文章编号：1007-9416（2020）06-0000-00

0引言

随着计算机技术和企业信息化技术的发展，PDM系统在企业的应用越来越广泛。PDM是以软件为基础，以产品管理为核心，实现对产品相关的数据、过程、资源一体化集成管理的技术[1]。从软件适用和管理范围来看，PDM 先后经历了单功能级 PDM、与 CAD 紧密集成的 PDM、企业级 PDM 和企业间 PDM 四个发展阶段。企业级PDM系统解决了大量工程图纸、技术文档以及 CAD 文件的数字化管理问题，实现了产品结构的管理及与工程文档的集成，完成了工程变更请求/工程变更指令的跟踪与管理[2]。

由于系统设计理念与产品管理方式的差异，不同的PDM系统呈现出不同的管理特点。为适应企业自身的业务范围与管理方式，很多企业在选择PDM系统时会考虑多款PDM系统相集合的方式[3]，充分体现不同PDM系统在不同管理领域的优势，实现对企业业务的最优化管理。

国内航空企业使用的主流PDM软件有达索公司的VPM系统和PTC公司的Windchill系统，以往型号的设计数据大多在VPM中签署[4]，但VPM系统并未包括质量体系要求的所有签署环节，造成电子和纸质两种介质结合的签署模式，容易出现电子和纸质数据不一致的情况。因此，为保证数据的一致性和正确性，飞机研制过程需要开发相应的接口程序将VPM系统和Windchill系统进行集成，VPM系统主要实现三维设计数据的集中存储和关联设计，Windchill系统负责实现平台中所有产品数据的管理、签审、更改控制和数据发放。要保证两个系统实时交互，实现两个平台之间的无缝对接，确保设计数据源的唯一性，成了必须解决的技术难点之一。

1 Web Service技术概述

Web Service是一种面向服务的架构技术，通过标准的Web协议提供服务，目的是保证不同平台的应用服务可以互操作。Web Service通过SOAP（Simple Object Access Protocol）在Web上提供的软件服务，使用WSDL（Web Services Description Language）文件进行说明，并通过UDDI进行注册（Universal Description， Discovery， and Integration），通过定义一组可以通过Internet调用的可编程逻辑，使基于Web的各种功能以统一的方式提供给调用者[5]。

2 集成接口架构设计

VPM与WINDCHILL的接口主要实现顶层产品结构同步、设计数据检入、工程更改实施和数据状态同步等功能，使两个系统的产品结构、零部件版本、文档版本、构型信息等达到完全一致，保证设计数据在签署、工程更改、数据发放与接收等整个生命周期中状态的完整与准确。

3 系统集成架构设计

Windchill与VPM系统集成的内容主要包括数据集成和工作流集成。

数据集成功能包括VPM数据的导出、Windchill数据的导入、数据同步检查等。VPM系统导出的数据主要包括零部件的属性信息、装配关系、模型图样文件等，其中属性信息和装配关系等内容由XML文件描述，模型图样及设计文档等物理数据导出到指定的共享存储位置，Windchill系统根据XML中描述的结构化信息进行产品结构的重构，并从指定的共享存储位置导入模型图样等设计文件。

工作流集成是指产品数据在Windchill系统中进行签署、更改或发放的过程中，数据在Windchill系统中的生命周期状态、设计成熟度和有效性等信息的改变，通过发送Web Service消息给VPM系统，VPM系统根据消息内容对数据进行签署状态、成熟度和有效性的设置，从而保证设计数据在Windchill和VPM两个系统中的状态和有效性完全一致。

接口传输的数据主要分为两类，一类是数据状态信息，一类是XML文件和模型图样物理文件等文件信息。在基于webservice技术的集成接口中，数据状态信息的传递通过发送web请求的方式实现，文件信息的传递通过NFS（Network File System）共享存储区的方式实现。根据数据状态信息和文件的传输方向，在VPM系統中部署webservice服务，WINDCHILL系统作为服务请求方，在同步过程中向VPM系统发送服务请求，VPM系统监听到请求后执行服务，并将执行结果返回给WINDCHILL系统。系统总体集成框。如图1所示。

4 Webservice接口实现

根据系统集成接口实现的功能，将接口分为产品结构构建模块、设计数据导出模块、更改落实模块、数据状态同步模块。

4.1 产品结构构建模块

产品结构构建模块主要实现顶层产品结构构建、构型层产品结构构建、设计模块构建。Windchill系统有创建请求时，将要创建的结构信息以两个平台共同定义的格式生成结构描述文件，放到共享存储区，然后向Web Service服务器发送构建结构请求，Web Service服务器调用VPM服务器中产品构建模块，VPM系统到共享存储区读取结构描述文件，根据文件描述，在VPM系统中构建产品结构，构建完成后将构建结果返回Web Service服务器，Web Service服务器向Windchill发送构建完成的消息。

4.2 设计数据导出模块

设计数据导出模块主要实现数据发放过程中的设计数据导出功能，具体业务流程如图2所示。设计数据导出过程由Windchill系统发起，Windchill系统将要导出的设计模块的编号和版本发送给Web Service服务器，Web Service服务器调用VPM系统设计数据导出模块，并将设计模块信息传给VPM系统，VPM系统根据设计模块信息，从VPM系统中导出数模信息，并存放到共享存储区。数模下载完成后将结果信息返回给Web Service服务器，Web Service服务器向Windchill系統发送构建完成信息。如图2所示

4.3 更改落实模块

工程更改落实过程在Windchill系统中发起，将更改信息写入XML文件，发送给VPM系统，VPM系统根据XML信息在VPM系统中完成更改落实，业务流程图如图3所示。工程更改过程中，设计员先在Windchill系统中创建更改流程，更改流程批准后，Windchill系统将要修改的模块信息写入XML文件中，放到共享存储区，并向Web Service服务器发送请求，Web Service服务器接收到请求后，调用VPM系统中的更改落实模块，VPM系统读取并解析共享存储区中的XML文件，根据文件描述在VPM系统中创建对应的产品结构，并将结果返回给Web Service服务器，Web Service服务器再将结果返回给Windchill系统。如图3所示

4.4 设计数据同步模块

随着Windchill系统中审签流程的变化，设计数据的状态也在不断变化，为保证两个系统中设计数据状态的统一，要不断同步设计数据的状态。当Windchill系统中设计数据状态发生变化后，Windchill系统向Web Service服务器发送同步设计数据状态的请求，在请求中包含设计数据编号、版本、状态，Web Service服务器接收到请求之后，调用VPM系统数据同步模块，将同步请求传递给VPM系统，VPM系统修改完数据状态后将执行结果返回给Web Service服务器，Web Service服务器再将结果返回给Windchill系统。

5 结语

本文通过分析异构PDM系统集成业务需求、集成数据类型、数据交互过程，结合Web Service技术的特点，提出了一种基于Web Service的异构PDM系统集成技术。该技术实现了异构PDM系统的数据集成交互，保证了两个平台数据的一致性，支撑了型号研制业务的顺利开展。本技术具有通用性，对于其他行业的异构PDM系统集成具有借鉴意义。

参考文献

[1]范文慧，李涛，熊光楞.产品数据管理（PDM）的原理与实施[M].北京：机械工业出版社，2004.

[2] 王帅，田锡天，黄利江.基于SOA的PDM与CAPP系统集成技术研究[J].机械制造，2013，587（51）：77-81.

[3]肖海朋，李华，徐增光.航天产品全生命周期信息系统集成模型研究[J].制造技术研究，2014（6）：60-64.

[4]王晓明，牛立栋.基于SOA的企业应用集成技术分析[J].无线电工程，2012（1）：54-57.

[5]屈挺，江平宇.基于Web Service的联盟企业产品开发[J].航空制造技术，2009（8）：65-70.

收稿日期：2020-04-22

作者简介：李强（1988—），男，山东新泰人，硕士研究生，工程师，研究方向：产品数据管理。